KR100494130B1 - 캐패시터의 스토리지노드 형성방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 캐패시터의 스토리지노드 형성방법을 개시한다. 개시된 발명은, 캐패시터의 스토리지 노드 딥아웃공정진행후 진행하는 건식방법으로 SC CO2 방법을 사용하되, 스토리지노드를 딥아웃(dip-out)시키는 단계와, 딥아웃공정진행후 DI 워터로 린스시키는 단계와, 유기용매로 추가 린스시키는 단계와, SC CO2 이용 하여 건식챔버에서 건식공정을 진행하는 단계를 포함하여 구성되어, SCCO2 (supercritical CO2) 방법을 적용하여 스토리지노드 딥아웃(dip out)공정에서 일반적인 건식방법에서 문제가 되는 스토리지노드 리닝(leaning)을 상당히 개선시킬 수 있는 것이다.

Description

캐패시터의 스토리지노드 형성방법{Method for etching in fabrication of semiconductor device}
본 발명은 캐패시터의 스토리지노드 형성방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 SCCO2(supercritical CO2) 방법을 적용하여 스토리지노드 딥아웃(dip out)공정에서 일반적인 건식방법에서 문제가 되는 스토리지노드 리닝(leaning)을 상당히 개선시킬 수 있는 캐패시터의 스토리지노드 형성방법에 관한 것이다.
디램의 집적도가 증가함에 따라 스토리지노드가 충분한 캐패시터 용량을 확보하기가 점점 어려워지고 있다. 충분한 스토리지노드 캐패시터용량을 확보하기 위해서는 충분한 스토리지노드 면적확보와 충분히 큰 유전상수를 갖는 신물질 도입으로 나눌 수 있다.
또한, 스토리지노드 면적을 늘리기 위한 방법을 크게 분류하면, 스토리지노드 높이 증가와 MPS를 도입하거나 딥아웃(dip out) 공정 적용등이 있다.
그런데, 딥아웃 공정을 적용하는 경우 딥아웃후에 건식하는 공정에서 스토리지노드사이에 존재하는 솔벤트의 표면장력에 의해 스토리지노드가 조금씩 굽어서 전기적으로 절연되어야 할 스토리지노드사이에 서로 기울어짐(leaning)이 생기는 현상이 자주 발견이 된다.
이러한 스토리지노드 기울어짐은 특히 디램의 집적화가 커지고, 스토리지노드 높이가 클수록 더욱 심하게 발생한다.
따라서, 딥아웃 공정을 적용하여 스토리지노드를 형성하는 경우 스토리지노드 기울어짐은 전기적 불량의 큰 역할을 차지하고, 전체 수율을 저하시키는 주요 원인이 된다.
이에 본 발명은 상기 종래기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, SCCO2(supercritical CO2) 방법을 적용하여 스토리지노드 딥아웃(dip out)공정에서 일반적인 건식방법에서 문제가 되는 스토리지노드 리닝(leaning)을 상당히 개선시킬 수 있는 캐패시터의 스토리지노드 형성방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 캐패시터의 스토리지노드 형성방법은,
캐패시터의 스토리지 노드 딥아웃공정진행후 진행하는 건식방법으로 SC CO2 방법을 사용하되,
스토리지노드를 딥아웃(dip-out)시키는 단계와,
딥아웃공정진행후 DI 워터로 린스시키는 단계와,
유기용매로 추가 린스시키는 단계와,
SC CO2 이용하여 건조챔버에서 건식공정을 진행하는 단계를 포함하여 구성하는 것을 특징으로한다.
(실시예)
이하, 본 발명에 따른 캐패시터의 스토리지노드 형성방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 캐패시터의 스토리지노드 형성방법에 있어서, SCCO2 시스템의 개략도이다.
본 발명에 따른 캐패시터의 스토리지노드 형성방법은, 반도체기판상에 층간절연막을 증착한후 그 내부에 플러그콘택홀을 형성한다.
그다음, 상기 플러그콘택홀내에 콘택플러그를 형성한후 상기 콘택플러그를 포함한 층간절연막상에 산화막을 증착한다.
이어서, 상기 산화막을 선택적으로 제거하여 상기 산화막내에 상기 콘택플러그상면 그 주위의 층간절연막상면을 노출시키는 스토리지노드콘택홀을 형성한다.
그다음, 상시 스토리지노드콘택홀을 포함한 산화막상에 스토리지노드용 도전물질층을 증착한후 그 위에 레지스트물질을 도포하여 스토리지노드콘택홀을 매립한다.
이어서, 상기 스토리지노드용 도전물질층을 평탄화시켜 스토리지노드를 형성한후 잔류하는 레지스트물질층을 제거한다.
이후, HF 또는 BOE를 사용하여 산화막을 딥아웃 공정 및 전세정post-cleaning)공정을 실시한다.
그다음, 상기 전세정공정을 진행한후 딥아웃후 잔류하는 잔류물은 DI 워터(water)를 이용하여 린스하여 제거한다. 이때, 상기 린스공정시에, 상기 스토리지노드간 간극에는 DI 워터가 채워지게 된다.
이어서, 스토리지노드 간극사이에 채워져 있는 용매를 상기 DI 워터대신에 SC(supercritical) CO2에 용해도가 좋은 유기용매로 대체하여 반도체웨이퍼를 상기 유기용매에 대체시킨다. 이때, 상기 SC CO2에 용해도가 좋은 유기용매로는 메탄올과 아세톤 등이 있다.
이러한 공정순으로 진행되는 반도체소자 제조시의 식각공정에 대해 도 1에 도시된 SC CO2 시스템을 참조하여 간략하게 설명하면 다음과 같다.
스토리지노드사이의 간극이 이러한 유기용매로 채워지고 나면 SC CO2시스템에서 유기용매를 건조시킨다.
도 1에 도시된 바와같이, CO2가스는 기술적 그레이드(technical grade) CO2 실린더(11)에서 압력 레귤레이터(15)를 통해 압축펌프(pneumatic compressor)(17)로 공급된다.
그다음, 압축펌프(compressor)(17)에서 CO2는 임계점(critical point) 이상의 압력으로 압축되고, 응고된 드라이아이스(dry ice) 또는 파티클(particle) 등을 걸러 내기 위해 필터(19)를 거친다음 건조챔버(drying chamber)(미도시)내로 유입된다.
이어서, 상기 건조챔버에서 SC CO2 는 스토리지노드의 간극사이에 존재하는 유기용매, 예를들어 메탄올 또는 아세톤을 녹여 용기밖으로 배기시킨다. 이때, 상기 유기용매를 녹인 SC CO2는 기체와 같은 확산성을 갖고 있으며, 표면장력도 기체와 거의 같아서 용매에 의한 스토리지노드의 기울어짐(leaning)이 발생하지 않는다. 또한, 상기 건조챔버는 온도가 일정하게 유지되도록 온도제어배쓰(temperature controlled bath)(27)내에 위치한다. 그리고, 상기 건조챔버는 웨이퍼 낱장씩 공정이 진행되거나 Lot 째 통체로 진행되는 배쓰 타입(bath type)의 두 유형이 가능하다.
그다음, 상기 건조챔버를 떠난 CO2는 히팅(heating)시킨 고압 미터밸브를 지나면서 감압된다.
이어서, 감압된 SC CO2는 분리기에서 기화되는데, 유기용매는 기체 CO2에서는 용해도를 가지지 않으므로 CO2와 분리되어 액상으로 분리기내에서 응축된다.
그다음, 유기용매가 분리된 CO2가스는 배출구(29)를 통해 배출된다. 이때, 응축된 유기용매는 적절한 처리과정을 통해 재활용될 수 있게 한다.
상기에서 설명한 바와같이, 본 발명에 따른 캐패시터의 스토리지노드 형성방법에 의하면, SC(supercritical) CO2가 액체로서 유기용매를 잘 녹이면서 표면장력이 작고 기체같은 성격이 있어 점도가 낮고 확산성이 우수하므로써 스토리지노드 틈새와 같은 좁은 곳에 갖쳐 있는 메탄올 등의 유기용매는 SC CO2에 쉽게 녹아서는 CO2와 함께 승화되어 쉽게 제거된다.
이 과정에서 표면장력이 높은 공기(또는 진공)-유기용매-스토리지노드계면이 형성되지 않고 표면장력이 낮은 SC CO2가 그 자리를 채움으로 해서 표면장력에 의한 스토리지노드 기울어짐 문제를 크게 개선시킬 수 있다.
따라서, 스토리지노드 기울어짐에 따른 반도체소자의 불량률을 감소시킬 수 있어 수율을 크게 향상시킬 수 있고, 스토리지노드 딥아웃 공정마진을 크게 향상시킬 수 있다.
한편, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 캐패시터의 스토리지노드 형성방법에 있어서, SCCO2 시스템의 개략도.
[도면부호의설명]
11 : CO2 실린더 13 : 밸브
15 : 레귤레이터 17 : 펌프
19 : 필터 21 : 압력제어기
25 : 방출밸브 27 : 온도제어추출용기
29 : 배출용기

Claims (6)

  1. 캐패시터의 스토리지 노드 딥아웃공정진행후 진행하는 건식방법으로 SC CO2 방법을 사용하되,
    스토리지노드를 딥아웃(dip-out)시키는 단계와,
    딥아웃공정진행후 DI 워터로 린스시키는 단계와,
    유기용매로 추가 린스시키는 단계와,
    SC CO2 이용하여 건조챔버에서 건식공정을 진행하는 단계를 포함하여 구성하는 것을 특징으로하는 캐패시터의 스토리지노드 형성방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 SC CO2에 적용되는 유기용매로는 메탄올 또는 아세톤을 이용하는 것을 특징으로하는 캐패시터의 스토리지노드 형성방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 SC CO2를 이용하는 건조챔버는 웨이퍼를 한 장씩 건조시키거나 Lot 째 동시에 진행하는 배쓰 타입(batch type)인 것을 특징으로하는 캐패시터의 스토리지노드 형성방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 건조챔버는 온도 제어 배쓰내에 위치하여 온도가 일정하게 유지되는 것을 특징으로하는 캐패시터의 스토리지노드 형성방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 SC CO2 로 웨이퍼에서 추출된 유기용매는 분리기에서 CO2와 분리되어 액상으로 응축되며 이를 적절한 처리과정을 거쳐 재활용하는 것을 특징으로하는 캐패시터의 스토리지노드 형성방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 SC CO2를 이용한 건식공정은,
    CO2가스를 CO2 실린더에서 압력 레귤레이터를 통해 압축펌프로 공급하는 단계와,
    상기 압축펌프에서 CO2가 임계점 이상의 압력으로 압축된후 필터를 통과하고 이어 건조챔버내로 유입되는 단계와,
    건조챔버에서 SC CO2 는 스토리지노드의 간극사이에 존재하는 유기용매를 녹여 용기밖으로 배출시키는 단계와,
    상기 건조챔버를 떠난 CO2는 히팅시킨 고압 미터밸브를 통과하면서 감압되어 분리기에서 기화시키는 단계와,
    유기용매가 분리된 CO2가스는 배출구를 통해 배출시키는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로하는 캐패시터의 스토리지노드 형성방법.
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